TW296424B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消费合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（，） 本發明涤有鼸輥窯用的陶瓷钃。 棍窯（roller kiln )為一種傳送窯（passaie kiln ).其爐心换用陶瓷輥所構成，彼等陶瓷篛像彼此平行抹 列並利用驅動系统使其嬈其中心轅旋轉動。所有的幄都 以相同方向轉動.其轉速大致相同。這種薄作可驅動要煅 燒的给入物通過該窯。 這類窯主要是用來煅燒用於襯裱地板舆臁壁的瓷磚。 要煅燒的瓷磚像直接放在窯燫入口處的篇子上。不過，幄 窯也可用以煅燒具後雜形狀的物件：餐具，術生器具，《 子物件等。於造種情況中，要煅纗的産品供装載在厚板形 成撐體（Slahs foriing Supports)之上，然後將後者放 置於韆子上。 現行所用輥子具有120 0至400 0毫米的長度且其外徑介 於2 5至5 5毫米之閬，壁為5至6毫米。 棍子可能受到各種類型的應力： 一一機械應力： 源自本身的重ft和要烺燒産品的荷重； 動態疲乏（dynaai c f at igue )(轉動）。 一一化學侵害： 來自要煅燒産品所放出的«性蒸氣； 氧化作用（於用S i C製成的幄子之慵況中）。 一一熱梯度：介於放在寐内的物件輿通通窯壁的終端之間。 一 一熱震（ther膽al shock ); -3- 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -------- 知-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-° 矣 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（乙） 在冷的新棍導到邐轉中的窯内以取代有缺陷的幄子之 期間； 於等待蓮轉或停止供維修等期間。 市面上有養種棍子： 一一用以氣化物為基質的附火性材料裂成的輥子，如《化 鋁一富鋁红柱石一堇青石（81111|111^-111'111“-c 〇 r d i e r i t β)材料（如 t h β H u o v a Siraa Coipany, Italy 所製售的材料，Siroll® LP )於中溫（< 1 5 0 0 Ό )下煅燒裂成者： 一一以氣化鋁，氣化鋁一富鋁红柱石，或富鋁紅柱石等為 基質的棍子，其像在非常高溫（> 1500·〇)下煅燒成 者； --用以磺化矽（silicon carbide )及/或氰化矽（

Silicon nitride )及 / 或氣気化砂（s i 1 icon o x y n i t r i d e)及/或S i a 1 ο n等為基質的耐火材料（後 文稱之為以至少一種矽化合物為基質的材料）製成的 輥子，彼等材料的例子包括用S i C粒子以讯化矽黏 合劑（Silicon nitride binder)黏合所製成的材 料（如 the Norton Company 製售的材料，Advarcer ®).再结晶硪化矽（如Norton的産品，Crystar® )或浸潰矽的以硪化砂為基質之材料等。 在中溫下煅燒成的以氣化物為基質之钃子具有只能耐 受中等負荷之缺點；例如，最佳的以《化鋁_寓鋁舡柱石 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

一董青石為基質之輥子即受限於最大荷重，使其在低於或 等於1250°C的最高使用溫度之情況中，其缌撓曲應力 (flexural stress)(荷重+本身重量）低於50公斤/平方 公分。這種缺點大大地限制了其在某些應用上的用途。 在非常高溫煅燒成的以氧化鋁，氧化鋁-富鋁紅柱石 ，或富鋁紅柱石為基質之輥子可忍受撓曲應力，其在低於 或等於1 3 0 Q - 1 3 5 0°C的最大操作溫度下可達8 0公斤/平方 公分，但其價格比在低溫煅燒成的輥子高得很多。 另一方面•用Μ至少一種矽化合物為基質的材料所製 成的輥及可在可能高達1 6 Q G 1C的使用極限溫度情況下耐受 2 0 0至5 0 Q公斤/平方公分的撓曲應力，但其價格為以氧化 物為基質的輥子之7至2 0倍。 綜上所述，若能夠取得具有比傳統以氧化物為基質的 輥較為改良的性質•同時其價格低於目前所售在非常高溫 燒结成的Κ氧化鋁，氧化鋁一富鋁紅柱石或富鋁紅柱石為 基質之輥子，或Κ至少一種矽化合物為基質的輥子等之輥 子時，對於工業界將有大用處。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的目標即在於滿足這種需求。 更正確地說，本發明係有關供輥窯所用的複合輥 (composite roller)，其中包括用Μ氧化物為基質的附火 性陶瓷材料所製成之空心外輥·及裝在該外輥内部，Κ具 有在12QGO下的彈性模數高於外輥材料之耐火性材料製成 的補強組件，該補強組件的最大横截面尺寸比該外輥的内 -5- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） Α7 Β7 296424 五、發明説明（4) 徑稍撖小些。 該補強组件材料在1200t：下的揮性模數有利者换等於 該外棍材料所具值之至少兩倍，且較佳者，供等於其棋數 值之至少三倍。該補強組件的棋數值可以比該外剖组件材 料所具值較离達20倍.及甚至更离之倍數。 該外幄通常是用便宜等適合製造窯錕之氣化物基質材 料所製成，例如，在中溫煅燒的翥化物基質材料，如，前 文所提及的氡化鋁一寓鋁红柱石一蠆青石材料等。疽種材 料典型地具有在12001C下的渾性棋數值為10至25G P a。 該外棍的壁厚典型者傜在5_6毫米之级次.在埴些值之 外者具有闢鍵重要性。 該内部補強组件可以具有不同形狀，例如，空心國柱 形或空心的六角形，方形或三角形等截面的棒子，或X-形柱等。 基於材料經濟性，機械強度及製造容易性等理由，最 好是採用空心圃柱形補強組件，亦即管子形式者，其壁厚 可在1.5至4毫米範圍。 該補強組件可用，例如，在高ffi煅燒的氣化物基質材 料，如以氣化鋁，氣化鋁一富鋁紅柱石或塞鋁紅柱石等為 基質的材料，或以至少一種矽化合物為基質的材料，如上 文提及者等予以製成。在高溫煅燒的，以氧化鋁，氣化鋁 —富鋁紅柱石或富鋁红柱石等為基質之材料典型地具有50 至200 GPa的1200t：下彈性棋數值，而以至少一種矽化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 知衣' 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

合物為基質的材科典型地於12Q0t：下具有150至4QG GPa的 彈性模數值。 該内部補強組件有利地具有短於或等於被補強的外輥 所具長度之0.9倍的長度。基於材料經濟性的理由，最好 是使用長度實質地短於外輥長度之補強组件，例如，為外 輥長度0. 15至Q.65倍之長度。舉洌而言，在3米長度的外 輥之情況中，該補強姐件較佳者具有約0.5至2米之長度 Ο 該補強組件的最大横截面尺寸必須稍微小於該外輥的 .•一' . 徑，K使該補強組件安置於定位，並在該外輥於荷重下 稍微被壓陷時立即發揮其作用。例如，有Q.1至0.5毫米 的餘隙者通常即合乎所用，在這些值之外時有其爭議之處 0 該補強組件有利者係相對於黨爐袖承上支撐輥子的輥 座為中心，或者相對於被使用中的輥子所支撐的荷重為中 心，使得該以氧化物為基質的外輥在使用中承受到最大撓 曲應力之區域可受到餞械補強。 經濟部中央橾準局員工消費合作.杜印装 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經驗證明在該補強組ί牛與外輥之間不需要插入陶瓷氈 或一層黏著劑或膠合劑（cement)。於装配中，可用少許 有機黏著劑將該補強組件固定在定位。而於使用期間，該 有機黏著劑即燃燒而該補強組件會被壓陷效應維持在選定 位置上。

於附圖中，唯一的圖形為本發明複合輥的湓切面圖C 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4况格（210X 297公釐）

五、發明説明（ 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 圖 中 指 示 數 字 1 指 出 Μ氧化 物 為 基 質 的 外 輥 數字 2 為 管 狀 補 強 組 件 其 長 度 短於外 輥 的 長 度 指 示 數 字3 指 出 在 運 轉 中 輥 子 安 置 於 軸承上 的 區 域 而 指 示 數 字4 指 出 輥 子 從 窯 爐 突 出 且 接 納 驅動輥 子 的 工 具 例 如 齒輪 ( 未 繪 出 ) 等 之 部 份 0 下 面 非 限 制 性 實 施 例 的 目的係 用 闉 釋 本 發 明 r： 窖脓例 製 備 附 圖 中 所 示 類 型 的 複合輥 » 其 中 輥 子 1 係 用 s i r 〇 11 L P (the N U 0 v a S irma Company 銷售的氧化鋁 — 富 鋁 紅 柱 石 — 堇 青 石 型 材 料）製 成 者 9 具 有 下 列 特 性： — — 外 徑 ： 2 0毫米 — 一 内 徑 ： 1 5毫米 — — 長 度 3米 — — 1 2 0 G°C楊氏模數 2 2 0 0 0 Μ P a 一 一 膨 脹 係 數 5 . 2X10' _ 6 K * • 1 — — 密 度 2 3 6 0公斤/立方米 該 補 強 組 件 2 係用 A d v a n c e r ® ( 用 S ί C 粒 子 VX 氮化 矽 黏 合 劑 黏 合 製 成 的 材 料 > 為t h e Ν: ο r t on Company所銷售 者 ) 所 製 成 且 具 有 下 列 特 性 — — 外 徑 ： 14 .5毫米 一 一 內 徑 12 .5毫米 — 一 長 度 0 .5米 — — 1 2 0 0 °C 楊 氐 模 數 ： 225000 Μ Pa —8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4说格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（Ί ) -一膨脹你數 hxio-^k-1 ——密度 ：282 0公斤/立方米 将如此製得的棍子裝配在意欲在12001C级次的溫度下 煅燒瓷碡之锟窯内。 棍窯轅承上各輥座的間距為2.91米而荷重長度為1.83 米。 第一窨除 用Siroll® LP製成的相同幄子，於有用Advancer® 製成具相同幾何壁厚為5_6毫米的愠子予以補強•或沒 有補強之不同情況下，比較這些複合輥所接受到的壓陷。 經發現，用Advancer®所製成的補強组件所具重JK· 於無荷重時，使複合輥子的壓陷度比用Siroll® LP製成 而未補強的愠子所得壓陷度增加約1¾米。另一方面，在 進行窯中的進料傳送，相當於1.25公斤/棍的荷重，分佈 於長1.83米的中心部份之情況中，可觀察到本發明複合钃 所得®陷度比未補強棍子所得者較小約3倍之多•其為 3.4毫米.相對於11.1毫米，而用Advancer❼製成的輥 子所得S陷度為2毫米。 第二謇驗 在Siroll® LP所製钃子上於1.83米長度間施以3公 斤/棍的荷重。潮得的®陷度為12毫米且於數小時的麵餞 後，非常快就發生破裂。 相反地，於本發明複合幄的情況中•在支撐相同荷重 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

.1T A7 B7 五、發明説明（/ ) 下，拥得壓陷度為6.0毫米。 如上所述者，本發明可用低於高a煅燒材料所製棍子 且逋低於以至少一種矽化合物為基質的輥子等之價格得到 比標準以《化物為基質的棍子非常較為優良的使用性能水 平。事實上，本發明所用補強組件具有比整艟都用离性能 材料所製棍子遠較為小的髏積，以其直徑，其壁厚及其長 度都可製成遠較為小之故。 本發明也使得以氣化鋁，氣化鋁一富鋁红柱石或寓鋁 紅柱石為基質，在高皤煅燒成（超煅）的材料所具在熱時 的良好剛性（rigidity)之利用成為可能而在其被導到蓮 轉中的窯内時不會發生因熱震所引起的破裂危險。事實上 ,該對熱S有非常抗拒性之外辊形成對該對熱S具敏«性 的内部補強组件之保護性外套。 顯然地，上述實施例僅為舉例說明之用，其可經修改 ，尤其是以技術上同效物取代者，而不違離本發明的範園 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -a 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 -10- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 申請專利範圍 ΛΗ Β8 ! C8 D8 .丨 A 頻請委员明示’本弦修正後是否變更原實贺内容 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 基 為於 物數 化模 氧性 用彈 一 一 含與 包 ’ 其輥 ， 外 lg心 合空 複之 之成 窯製 輥料 於材 用瓷 種陶 一 性 . 火 1 耐 的 質 製截 料横 材大 性最 火的 耐件 之組 數強 模補 性該 彈， 的件 料 組 材強 用補 所 的 輥部 外內 該輥 於外 高該 下在 V 装 00而 12成 補 的 RH 立口 内 中 其 輥 合 複 之 項 1X 第 。 圍 徑範 内利。 的專式 輥請形 外申子 該如管 於 · 係 小 2 件 稍 組 面 強 件 組 強 補 中 其 輥 合 複 之 項 2 第 圍 範 利 專 請 申 如 3 米 毫 4 至 5 1X 為 厚 壁 的 件 組 強 補 中 其 輕 合 複 之 項 1X 第 圍 範 利 專 請 申 如。 . 輥 4 外 於 短 件 組 強 補 中 其 輥 合 複 之 項65 4 ο 第至 圍15 範 ο 利的 專度 請長 申輥 如外 . 為 5 度 長 的 倍 件 組 強。 補心 中中 其為 ’ 係 輥座 合輥 複的 之子 項輥 1 撐 第支 圍 Μ 範用 利上 專承 請軸 申窯 如該 • 在 6 於 對 相 件 組 強 補 中 其 。 , 心 輥中 合為 複係 之重 項荷 1 的 第撐 圍支 範 所 利子 專輥 請於 申對 如相 . 中 7 用 使 在 強所 補料 成材 構輥 中 外 其於 ’ 高 輥少 合 至 複下 之 Ρ 項00 2 2 1 第在 圍數 範模 利性 專彈 請的 申料 。 如材倍 • 用兩 8 所 的 件值 組具 強所 補料 成材 構輥 中外 其於 , 高 輥少 合至 複下 之 Ρ 項00 2 8 1 第在 圍數 範模 利性 專彈 請的 申料 如材 • 用 9 所 件 組 衣纸伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格·（ 210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 296424 W,, 8 8 8 Λ BCD rJ]'^ 申請專利範圍 具值的3倍。 1 0 ·如申請專利範圍第1項之複合輥，其中外輥的 製成係使用氧化鋁-富鋁紅柱石一堇青石，且製成補強組 件的材料係選自含有以下列為基質的材料：氧化鋁，氧化 鋁一富鋁紅柱石或富鋁紅柱石，至少一種選自下列矽化合 物為基質的材料：碳化矽，氮化矽，氧氮化矽和塞拉隆 (S i a 1 ο n s ) 〇 請， 先 閱 讀· 背 ιέ 之 注 意 事 項 再 填 I裝 頁 經濟部中央標準局wc工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）